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不同类型毛竹林碳库特征研究

作　者: 杜满义
导　师: 范少辉
学　校: 中国林业科学研究院
专　业: 森林培育
关键词: 森林生态系统毛竹林碳贮量土壤活性有机碳养分库
分类号: S718.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

毛竹是我国分布最广、面积最大、经济价值最高的竹种,种植面积占全国竹林面积的70%左右,并且近年来有不断扩大的趋势。地球的温室效应早就引起了全球广泛的关注,正确评价森林对大气CO2的固定能力,在较小尺度上研究某个地区、某个林种的碳库特征显得十分迫切。毛竹林因其生长速度快、固定CO2能力强,具有强大的碳汇功能,在一定程度上能缓解温室效应而倍受关注。本研究以江西安福不同类型毛竹林生态系统为研究对象,同时设立木荷人工林、杉木人工林、撂荒地为对照,采取野外采集与室内分析相结合的方法,对其毛竹林生态系统碳贮量、活性有机碳特征及化学性质进行了研究,主要研究结果如下:(1)不同类型林分植被层年均固碳量的排列顺序为竹阔混交林>竹杉混交林>毛竹纯林>杉木人工林>木荷人工林>撂荒地。毛竹林在15年内的碳素净增量比同一生长区的杉木多;毛竹与阔叶树、杉木混交可以提高植被层的年固碳量,更有利于发挥碳汇作用。不同类型林分碳贮量均以土壤层碳贮量比例最大,乔木层次之,林下植被和枯落物层所占比例最低。(2)毛竹纯林土壤有机碳贮量最高,显著高于其它植被类型,说明毛竹林土壤可以吸存大量的二氧化碳,是一个较大的碳库。毛竹纯林碳贮量分别是竹阔混交林、竹杉混交林、木荷人工林、杉木人工林、撂荒地碳贮量的1.15、1.18、1.49、1.15、1.55倍。0-20cm浅层土壤碳贮量占整个林地土壤碳贮量比例大于40%,贡献率明显。人类生产活动对土壤的干扰主要发生在该层,因此,人类的经营活动对土壤中的碳也就产生巨大的影响,这也往往决定了森林土壤中碳库的作用。(3)不同测定方法获得的活性有机碳的绝对含量存在显著差异,ROC>HWC>MBC,相关分析表明活性有机碳之间密切相关,达到极显著水平。毛竹林(竹阔、毛纯、竹杉)土壤活性有机碳含量高于杉木人工林、木荷人工林和撂荒地,说明毛竹林土壤有机碳活性比较高,能够被土壤中的微生物高效利用,稳定性较差,易转化。土壤碳库管理指数:竹杉混交林>毛竹纯林>竹阔混交林>木荷人工林>杉木人工林>撂荒地。表明高强度干扰下的毛竹林经过合理的经营和管理后土壤具有高效固碳作用,能使土壤向良性方向发展。同时表明碳库管理指数综合了土壤碳库指标和土壤碳库活度两个方面的内容,更有利于对土壤碳库的变化做出合理的判断和解释。(4)不同林分类型C/N差异性显著,均值在11～15。分析表明,林区内土壤有机碳含量与全氮含量呈极显著相关,说明土壤氮素与有机碳有高度依存关系。同时分析表明土壤总有机碳、微生物生物量碳、热水浸提有机碳、易氧化态碳与土壤养分因子大多成正相关关系,达到显著或极显著水平。表明土壤有机质的数量变化是土壤肥力及环境状况的重要表征,是土壤肥力变化的明显反映。(5)综上所述,在毛竹经营过程中,混交树种的配置要优于纯林,尤以竹阔混交最佳,不仅可以提高植被层的生物量和吸碳固碳能力,更能使土壤高效固碳培肥,向良性方向发展。生态系统碳贮量中土壤层碳贮量所占比例最大,土壤层碳贮量中以土壤浅层碳贮量贡献率最为明显,因此在林地除草、垦复、施肥、砍伐,尤其是皆伐等营林过程中,对土壤表层土壤的保护显得尤为重要。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-28
  1.1 引言  11-13
    1.1.1 研究背景  11-12
    1.1.2 研究目的和意义  12
    1.1.3 项目来源和经费支持  12-13
  1.2 国内外研究现状与评述  13-25
    1.2.1 森林植被碳贮量研究方法  13-17
    1.2.2 森林土壤碳贮量及其研究进展  17-20
    1.2.3 森林土壤活性有机碳  20-22
    1.2.4 植被类型与土壤有机碳及活性有机碳的关系  22-24
    1.2.5 毛竹林生态系统碳贮量研究进展  24-25
  1.3 研究目标与主要研究内容  25-27
    1.3.1 研究目标  25
    1.3.2 研究主要内容  25-27
  1.4 研究技术路线  27-28
第二章研究材料与方法  28-35
  2.1 试验地概况  28-29
  2.2 研究方法  29-34
    2.2.1 样地的选择  29
    2.2.2 样地调查  29-30
    2.2.3 样品采集与分析  30-34
  2.3 数据处理与分析  34-35
第三章结果与分析  35-66
  3.1 毛竹林生态系统碳贮量  35-44
    3.1.1 植被层碳贮量  35-39
    3.1.2 土壤层碳贮量  39-42
    3.1.3 毛竹林碳分配格局  42-43
    3.1.4 碳素年平均固定量  43
    3.1.5 小结  43-44
  3.2 毛竹林土壤活性有机碳特征  44-59
    3.2.1 土壤微生物碳  46-48
    3.2.2 土壤热水浸提有机碳  48-51
    3.2.3 土壤易氧化态有机碳  51-53
    3.2.4 土壤活性有机碳相关性  53-56
    3.2.5 土壤碳库管理指数  56-58
    3.2.6 小结  58-59
  3.3 土壤碳库与化学性质相关性  59-66
    3.3.1 土壤养分库  59-61
    3.3.2 土壤养分状况评价  61-62
    3.3.3 土壤C/N 特征  62-63
    3.3.4 土壤碳与化学性质的相关关系  63-64
    3.3.5 小结  64-66
第四章结论与讨论  66-70
  4.1 结论  66-67
  4.2 讨论  67-68
  4.3 展望  68-70
参考文献  70-80
附录  80-81
在读期间的学术研究  81-82
致谢  82

不同类型毛竹林碳库特征研究

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